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江苏省邳州市第二中学2013年高中化学选修四课件:课题2 获取安全的饮用水.ppt

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江苏省邳州市第二中学2013年高中化学选修四课件:课题2 获取安全的饮用水.ppt
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课题2 获取安全的饮用水,学.科.网,课程标准导航 1.认识某些含氯化合物的杀菌消毒原理。 2.了解离子交换法、药剂法和加热法降低水硬度的原理。 3.了解污水治理的基本原理,能说出污水处理中的主要化学方法。 4.通过饮用水净化过程主要环节的化学知识,,进一步掌握有关Mg2+、Ca2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2的性质等知识. 5.初步学习水处理中常用的沉降悬浮物,降低水的硬度等实验方法和操作技能。 6.通过学习本课题知识,增进学生保护水资源、防止水污染的意识,学会正确选择饮用水。,自主学习 一、天然水的净化 1.沉降悬浮物:要除去天然水中的悬浮物,一般可加入______或______等絮凝剂。它们加入水中会形成______,从而吸附水中的小颗粒固体物质。,铝盐,铁盐,胶体,zxxkw,2.杀菌消毒 (1)实质:用___________________条件下使菌体蛋白质变性。 (2)常用杀菌消毒剂:_____、漂白粉、二氧化氯、高铁酸盐等。 3.自来水的处理过程:主要包括:沉淀、过滤、______、______四个过程。,强氧化剂或在高温,氯气,曝气,消毒,学.科.网,想一想 明矾净水的原理是什么?净水与水的杀菌消 毒是一回事吗? 提示:明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水电离出的Al3+水解生成Al(OH)3胶体,胶体吸附水中悬浮的杂质。净水是指沉降水中悬浮物,杀菌消毒是指加强氧化剂或在高温条件下使菌体蛋白质变性。,学.科.网,学.科.网,二、硬水的软化 1.概念:溶有较多_______________的水叫硬水,溶有少量或不含______________的水叫软水。由钙和镁的________或________等引起的硬度叫永久硬度,由__________和__________引起的硬度叫暂时硬度。 2.硬水软化的方法 硬水软化的常用方法有加热法、药剂法和____________等。,Ca2+、Mg2+,Ca2+、Mg2+,硫酸盐,氯化物,碳酸氢钙,碳酸氢镁,离子交换法,三、纯净水的制取方法 1.纯净水是以符合生活饮用水水质标准的水为原料,选用电渗析法、离子交换法、反渗透法、_________等加工方法制得的。 2.制取原理:除去水中的______。 四、污水治理与环境保护 人们不仅需要致力于污水的治理,减少对有限水资源的污染,还要增强节水意识,从点滴做起,珍惜水资源。,蒸馏法,离子,zxxkw,自主体验 1.城市由天然水获取自来水的一般步骤为 ( ),学.科.网,解析:选C。天然水变为自来水应先自然沉降和加絮凝剂沉降,使水中的固体杂质沉淀出,然后通过细砂、活性炭过滤,再曝气增加溶氧量,氧化、消除有机质,最后消毒成为自来水。,学.科.网,2.(2012·广东一中高二检测)下列有关硬水及其软化的说法中错误的是( ) A.离子交换法可以软化硬水 B.硬水中含有较多Ca2+、Mg2+ C.生产、生活使用的天然水必须经软化 D.加热可以使暂时硬水中的Ca2+生成CaCO3沉淀 解析:选C。某些天然水只要达到生产、生活使用标准就不必进行软化。,3.水体污染是一种严重的环境问题,下列哪些措施可以减少水污染( ) ①控制工业生产中废水和城市污水的排放 ②减少有机农药的使用 ③多种植树木 ④减少SO2等气体排放 ⑤减少水生动植物的繁殖 A.①②③④⑤ B.①②⑤ C.③④⑤ D.①②③ 解析:选B。采取了①②⑤的措施,水体污染程度必然改善。,要点1 硬水的软化 探究导引1 有两瓶水,一瓶是硬水,一瓶是软水,用什么方法能区分开? 提示:可以用肥皂水鉴别,在两瓶水中各取少量并分别加入适量肥皂水,有白色沉淀生成的是硬水,另一瓶是软水。,探究导引2 水垢的主要成分是什么? 提示:CaCO3和Mg(OH)2。,要点归纳 硬水软化的几种常 1.加热法 加热法就是通过加热降低水中Ca2+、Mg2+含量的方法。加热法能降低水的暂时硬度,主要化学反应原理是: 用方,Ca(HCO3)2 CaCO3↓+CO2↑+H2O Mg(HCO3)2 MgCO3↓+CO2↑+H2O 生成的MgCO3继续与水进一步反应生成更难溶的Mg(OH)2,反应原理为:MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑ 所以锅炉水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2的混合物,可通过加酸除去。,2.药剂法 药剂法就是通过加入化学药剂降低水中Ca2+、Mg2+含量的方法。药剂法可降低水的暂时硬度和永久硬度。常用的药剂有生石灰(与水反应生成熟石灰)、纯碱等,主要化学反应原理是: Ca(HCO3)2+Ca(OH)2===2CaCO3↓+2H2O,Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+2CaCl2 CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl 该方法又叫“石灰——纯碱法”。,3.离子交换法 离子交换法就是通过加入离子交换剂降低水中Ca2+、Mg2+含量的方法。离子交换法常用于工业锅炉用水的软化。离子交换剂有多种多样,磺化煤是一种阳离子交换剂,并且可以再生。其净水和再生的原理是:,磺化煤软化硬水 2NaR+Ca2+===CaR2+2Na+ 2NaR+Mg2+===MgR2+2Na+ 磺化煤再生 CaR2+2Na+===2NaR+Ca2+ MgR2+2Na+===2NaR+Mg2+,即时应用 1.下列方法中能同时很好地减少暂时硬度和永久硬度的是( ) ①蒸馏 ②煮沸 ③加纯碱 ④加石灰 ⑤离子交换 A.①②③ B.①③⑤ C.②③⑤ D.③④⑤,解析:选B。蒸馏法收集从水溶液中挥发出来的水,能同时减小暂时硬度和永久硬度;煮沸法使碳酸氢钙和碳酸氢镁转化为沉淀,只能减小暂时硬度;加纯碱能沉淀钙离子和镁离子,能同时减小暂时硬度和永久硬度;加石灰能沉淀镁离子,也能减小钙离子的暂时硬度,但不能减小钙离子的永久硬度;离子交换法能吸附钙离子和镁离子,能同时减小暂时硬度和永久硬度。,要点2 污水处理方法 探究导引3 你知道水体污染的种类有哪些? 提示:重金属污染;植物营养物质污染;其他污染(如农药的广泛使用,石油外泄等)。,探究导引4 水体污染的原因是什么? 提示:一类是自然因素造成的,另一类是人为因素造成的,主要是工业排放的污水。此外,还包括生活污水、农田排水、降雨淋洗大气中的污染物以及堆积在地上的垃圾冲入水体中的污染物。,要点归纳,2.污水处理方法,即时应用 2.目前,城市污水处理厂多采用活性污泥法二级处理工艺来进行污水处理。该工艺的一级处理是在沉淀池中通过过滤除去污水中的固体沉淀物和悬浮物,再加入一定量的化学试剂中和酸性或碱性物质。二级处理是采用空气曝气活性污泥法,利用细菌等微生物除去废水中的有机污染物。,(1)在这种污水处理工艺中,采用的污水处理方法有________(填编号)。 A.化学法 B.生物法 C.物理法 (2)在这种污水处理工艺的二级处理中要进行“曝气”,其主要目的是________________________________________________________________________。 (3)采用这种工艺处理过的水可回收再利用,,它________(填“可以”或“不可以”)直接用做生活饮用水,其原因是 ___________________________________________________________________。 解析:(1)由题干中“过滤”、“加化学试剂”、“利用细菌等微生物”的字眼即可作答。 (2)“曝气”的含义是使水暴露在空气中,使水与空气接触的面积增大,增加水中的含氧量。,(3)该工艺所采用的方法对污水的处理不是很彻底,如未涉及重金属离子的除去。 答案:(1)ABC (2)增加水中的含氧量,加速水中有机物的转化 (3)不可以 该工艺所采用的方法对污水的处理不是很彻底,处理过的水的水质不符合生活饮用水的标准,题型1 硬水的软化关于水的硬度,通常把由Ca2+、Mg2+的碳酸氢盐引起的硬度叫暂时硬度,而把由Ca2+、Mg2+的硫酸盐或氯化物引起的硬度叫永久硬度。我国现行标准规定:1 L水含10 mg CaO(或相当于10 mg CaO)的硬度称为1度 (以1°表示),硬度在8°以上的水称为硬水,,在8°以下的水称为软水。经实验测定,某地的河水中含Ca(HCO3)2 2.500×10-3 mol/L、Mg(HCO3)2 3.000×10-3 mol/L。请回答下列问题: (1)该河水的硬度类型是________,硬度值是________。 (2)若将该河水直接做锅炉用水,主要危害是________。 (3)欲降低该河水的硬度,下列措施中有效的,是(填写代号)________。 A.加热 B.加漂白粉 C.加高铁酸钾 D.加明矾 【思路点拨】,(3)降低硬度,即减小水中Ca2+、Mg2+浓度,可用加热法,反应见(2),加其他试剂都不能降低Ca2+、Mg2+浓度。 【答案】 (1)暂时硬度 30.8° (2)使锅炉结垢,降低热效率,浪费燃料,甚至引起锅炉爆炸 (3)A,题型2 污水的处理方法(2012·盐城高二质检)如图是某市污水处理的工艺流程示意图:,(1)常用的凝聚剂可以是____________(任填一种凝聚剂的名称)。 (2)加入熟石灰的目的是_________________________________, 写出相关的化学方程式____________________________________。 (3)加入Na2S的作用是______________________________。,【思路点拨】 解答此题注意以下两点: (1)明确污水处理的方法和原理。 (2)正确分析流程示意图及其含义。 【解析】 本题考查污水处理的工艺流程,解答本题要认真读懂题所给图示,结合本节知识来回答。格栅间是用来除去大块物体,然后加入凝聚剂沉降水中悬浮物,然后加入熟石灰以除去溶液中的H+从而进入沉淀池,加入Na2S是为了除去溶液中的Hg2+等重金属离子使之沉降下来,最后达标排放。,【答案】 (1)明矾(其他合理答案均可) (2)中和酸性废水 Ca(OH)2+2HCl===CaCl2+2H2O (3)除去Hg2+等重金属离子 【名师点睛】 含酸废水通常先加碱性物质 (如熟石灰)中和后再排放;含碱废水一般先加酸性物质(如H2SO4或CO2)中和后排放。若酸、碱浓度较高,应优先考虑回收利用,如采用浓缩的方法回收酸、碱等。,1.向浑浊的水中加入适量的FeCl3·6H2O并搅拌以后,水便由浑浊变得澄清。在此过程中发生的主要变化( ) A.是纯化学变化 B.是纯物理变化 C.既有化学变化又有物理变化 D.不能确定是化学变化还是物理变化,解析:选C。由Fe3+水解为Fe(OH)3胶体属于化学变化,Fe(OH)3胶体粒子吸附水中悬浮物共同沉淀属于物理变化。,2.水的硬度取决于( ) A.水中碳酸盐的含量 B.水中硫酸盐的含量 C.水中钙、镁离子的含量 D.水中钙、镁盐的含量 解析:选C.水中“钙、镁离子”含量的高低,可用水的硬度表示,水的硬度越高,表示水中的钙、镁离子含量越高。,3.(2012·宿州高二检测)下列污水处理方法中发生的化学反应错误的是( ) A.中和法:Ca(OH)2+H2SO4===CaSO4↓+2H2O B.混凝法:Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+ C.沉淀法:Pb(NO3)2+Na2S===2NaNO3+PbS↓ D.混凝法:Hg2++S2-===HgS↓,解析:选D。对于酸性废水或碱性废水,一般采用中和法进行处理;由于废水中的某些污染物常以细小悬浮物的形式存在,很难用自然沉降法除去,需向废水中加入絮凝剂(如明矾等),就会使细小悬浮污染物聚集成较大的颗粒而沉淀;沉淀法主要用于处理废水中的重金属离子,常用的沉淀剂有Na2S、FeS、MnS等,故选D项。,4.某地区使用含较少Ca2+、Mg2+的天然水按下列四个步骤制取自来水。回答下列问题: (1)该地区的天然水属于________(“硬水”或“软水”)。 (2)在第一步中需要加入絮凝剂,常用的絮凝剂可以是________________(任填一种絮凝剂,名称)。 (3)常用液氯做消毒剂,其原理是__________________________________________________________________。 解析:含有较少或不含Ca2+、Mg2+的水属于软水,在天然水的净化中常用的絮凝剂有明矾、氯化铁等。用液氯做消毒剂,是因为液氯与水反应生成具有强氧化性的次氯酸,能杀灭细菌,Cl2+H2O HCl+HClO。,答案:(1)软水 (2)明矾(答案合理即可) (3)液氯与水反应生成的次氯酸具有强氧化性,能杀灭水中的细菌,5.用直线把下列水污染物的来源和它们的实例连接起来。 a.工业污染 ①不合理使用化肥农药 b.农业污染 ②核废物投入深海中 c.生活污染 ③冶金产生的废渣 d.放射性污染 ④含磷洗衣粉洗衣后的污水排放 答案:a-③ b-① C-④ d-②,
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